使用LAMBDIS进行掩埋物体的振动成像。图片来源：V。Aranchuk，大学。密西西比州

检测地雷可能是一个挑战性的过程，而且速度很慢。从行驶中的车辆中检测到它们会使过程更快，但会降低准确性。

在奥地利维也纳举行的光学学会（OSA）激光大会上，美国密西西比大学的研究人员将报告一种新型的基于激光的传感器，即使在探测器处于移动状态时，该传感器也可以有效地探测掩埋的物体运动。这种新设备对现有技术进行了重大改进，现有技术无法在旅途中进行操作，并且在存在外部声音或振动源的情况下会失去准确性。

激光多普勒振动计（LDV）与在地面上激发的振动相结合已显示出探测地雷和其他掩埋物体的希望，但是它们对环境振动的敏感性意味着必须在特殊的稳定平台上进行操作。该设备称为激光多光束差分干涉传感器（LAMBDIS），具有可比的检测能力，但对运动的敏感度要低得多，因此可以在移动的车辆上使用。

首席研究员Vyacheslav Aranchuk博士说：“挥之不去的地雷祸害对快速，准确地从行进中的车辆进行讯问提出了严峻的挑战。” “我们的新设备通过使用一系列激光束，然后组合其信号以创建快速检测方案，从而克服了这一挑战，该方案也足够健壮，可以补偿可能使其他技术不堪重负的运动和其他'噪声'。高灵敏度的振动场，而对物体或传感器本身的整个身体运动的灵敏度低，从而允许在移动的车辆上进行操作。”

没有参考光束的测量

为了检测掩埋物体，LDV与音频源（如扬声器）或地震源（如机械振动器）结合使用。声波或地震波会导致地面振动。LDV可以检测物体被掩埋的振动模式中的细微差异，只要探测器静止不动且环境充分无振动即可。

传统LDV的操作基于从对象反射的光对LDV内部的参考光束的干扰。结果，LDV本身的运动会导致LDV信号显着高于由对象振动引起的信号，并且与信号没有区别。

在这项新工作中，研究人员使用了由30条激光束组成的线性阵列，这些光束直接对准被询问的区域。

包括接收透镜和剪切干涉仪在内的光学元件用于在光电探测器阵列（PDA）上组合从地面上不同点反射的光，从而在PDA输出上产生干扰信号。由于多普勒效应，信号的频率与照明点之间的振动速度成比例。PDA信号的处理揭示了表面上照明点之间的振动。

“与LDV不同，LAMBDIS不使用内部参考光束，而是通过利用从物体上不同点反射的光的干涉来检测多普勒频移，” Aranchuk说。“由于缺少参考光束，由传感器运动引起的多普勒频率实际上对于所有反射光束都是相同的，并且会自动从干扰信号中减去。因此，LAMBDIS对传感器运动的敏感性非常低本身，同时对物体上各点之间的相对振动高度敏感。”

成功的现场测试

研究人员报告说，LAMBDIS设备在实验室和现场测试的各种条件下均表现良好。LAMBDIS能够检测到距离7.5米至20米远的掩埋物体，以及每秒3.8米（每小时约8.5英里）行驶的车辆的隐蔽物体，其结果与稳定的平台式LDV相当。研究人员用航空声源和地震声源以及不同的扫描角度测试了该设备，这表明该设备可以在各种现实条件下提供准确的结果。

除探测地雷外，LDV还通常用于检查汽车和飞机部件，评估桥梁和结构的振动，校准设备和研究材料以及在牙科和生物医学应用中。在环境噪声或移动阻碍了LDV设备使用的情况下，LAMBDIS可能会使此类应用受益。